||
图 文 导 读
Highlights:
超精密加工是指被加工零件的尺寸精度优于0.1微米,表面粗糙度优于0.01微米的加工技术。超精密加工技术是国家制造技术水平的重要标志。超精密机床动力学性能决定了超精密加工的加工质量,超精密机床动力学设计为提高超精密加工精度提供了技术支撑。鉴于超精密机床整机系统结构复杂,加工精度要求高,以往的多体系统动力学仿真设计理论因建模繁琐、计算效率低而难以满足超精密机床系统动力学快速仿真设计需求。
北京大学陆涵婧博士后、南京理工大学芮筱亭院士团队和丹麦奥胡斯大学Xuping Zhang副教授合作在《国际机械系统动力学学报(英文)》(International Journal of Mechanical System Dynamics, IJMSD)发表“超精密飞切机床动力学有限元模态综合多体系统传递矩阵法”研究论文。该文建立了超精密飞切机床动力学有限元模态综合多体系统传递矩阵法新方法,实现了超精密飞切机床多柔体系统快速仿真计算,计算结果得到了模态试验验证,为超精密机床动力学设计提供了有效的技术途径。该方法保持了多体系统传递矩阵法矩阵阶次低、计算速度快、内存占用小等优点,同时可应用于含复杂形状柔体的一般多柔体系统振动分析,扩大了多体系统传递矩阵法对一般多柔体系统的计算能力。
Abstract: A localized Fourier collocation method is proposed for solving certain types of elliptic boundary value problems. The method first discretizes the entire domain into a set of overlapping small subdomains, and then in each of the subdomains, the unknown functions and their derivatives are approximated using the pseudo-spectral Fourier collocation method. The key idea of the present method is to combine the merits of the quick convergence of the pseudo-spectral method and the high sparsity of the localized discretization technique to yield a new framework that may be suitable for large-scale simulations. The present method can be viewed as a competitive alternative for solving numerically large-scale boundary value problems with complex-shape geometries. Preliminary numerical experiments involving Poisson, Helmholtz, and modified-Helmholtz equations in both two and three dimensions are presented to demonstrate the accuracy and efficiency of the proposed method.
Keywords:
transfer matrix method for multibody systems, finite element method, Craig–Bampton reduction method, ultra-precision fly-cutting machine tool
DOI: 10.1002/msd2.12051
Share this article:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/msd2.12051
Cite this article: Lu H, Rui X, Ma Z, et al. Hybridmultibody system method for the dynamic analysis of an ultra-precision fly-cutting machine tool. Int J Mech Syst Dyn. 2022; 2(3):290-307.
作 者 简 介
陆涵婧 北京大学工学院在站博士后,入选北京大学博雅博士后计划。研究方向为多柔体系统动力学与控制,机床动力学与控制等。参与“973”计划项目等多项国防重大和重点项目,作为主要完成者完成国防基础科研核科学挑战计划重大项目;将多体系统传递矩阵法拓展至一般柔体,从理论、计算、试验三方面研究超精密机床多柔体系统动力学,实现了超精密机床系统动力学规律高效、准确预测,通过动力学设计与加工工艺优化将加工精度提升到亚微米级,可应用于新机床设计。发表论文13篇,其中一作7篇,SCI收录6篇,申请国防专利11项。
芮筱亭 中国科学院院士、发射动力学家、复杂装备系统动力学工信部实验室主任、南京理工大学力学学科首席带头人。首创多体系统传递矩阵法,建立了多体系统发射动力学理论与技术体系,解决了提升我国30多型重大装备提升系统动力学性能、降低研制成本、保障发射安全的国家急需,在国内外得到150多项工程应用。以排名第一获国家技术发明奖和国家科技进步奖4项、国防科技创新团队奖;被5部委授予“国防科技工业杰出人才奖”,获“全国创新争先奖”称号;主编国际刊物或特刊3种、出版专著7部、发表论文400多篇、获授权发明专利100项、牵头制定颁布国家军用标准和行业标准26部。
马子尧 北京大学工学院博士后,研究方向为金属材料界面多尺度力学、摩擦动力学等,参与973项目等多项国防重大和重点项目,发表论文19篇。
丁园园 南京理工大学力学专业博士研究生。研究方向为多体系统动力学、机床动力学等,作为主要完成者完成国防基础科研核科学挑战计划重大项目,合作发文10篇,以一作发表SCI论文1篇,会议论文2篇。
陈毅恒 南京理工大学兵器科学与技术专业博士研究生。研究方向为转子动力学和非线性振动,作为主要完成者完成国防基础科研核科学挑战计划重大项目,合作发文8篇,以一作发表SCI论文2篇。
常 宇 南京理工大学力学专业博士研究生。研究方向为接触力学和多体系统动力学,作为主要完成者完成国防基础科研核科学挑战计划重大项目,合作发文16篇,其中一作SCI论文2篇。
张绪平 丹麦奥胡斯大学机械工程系机械一体化及动力学学科主任,副教授。2009年获加拿大多伦多大学博士学位。承担丹麦创新基金和欧洲地平线2020等项目。发表论文100多篇、授权专利1项。主要从事机器人设计和控制研究。特别关注机器人应用在制造和生物工程等方面的挑战及解决方案。
欢迎加入读者交流群
长按下图,扫码添加小编微信,邀请您进入IJMSD读者交流群,群内不定期分享期刊论文,并开展学术写作讲座等各项活动。
备注“姓名-单位-IJMSD读者”
期 刊 简 介
IJMSD由来自18个国家的21位院士、17位国际学会主席、20位国际期刊主编等69位科学家和国际出版巨头美国Wiley出版社合作创办。主编为国际机械系统动力学学会(International Society of Mechanical System Dynamics, ISMSD)主席、中国科学院院士、南京理工大学芮筱亭院士,3位合作主编为加拿大工程院院士、欧洲科学院院士、加拿大麦吉尔大学Marco Amabili院士,国际理论与应用力学联盟(International Union of Theoretical and Applied Mechanics, IUTAM)前司库、国际多体系统动力学协会(International Association for Multibody System Dynamics, IMSD)前主席、德国斯图加特大学Peter Eberhard教授和美国工程院及科学院院士、欧洲科学院外籍院士、英国皇家学会外籍院士、中国科学院外籍院士、美国工程科学协会前主席、美国西北大学Yonggang Huang院士。
IJMSD旨在用机械系统动力学科学与技术为现代装备设计、制造、试验、评估和使用全生命周期性能的提升提供先进的理论、软件、方法、器件、标准,为全球科学家和工程专家提供广泛的机械系统动力学国际交流平台。IJMSD强调从“系统”视角及系统级工具理解动力学,所涉及的机械系统不仅包括各种不同尺度的机械系统和结构,还包括具有多物理场/多学科特征的综合机械系统。
目前,IJMSD已被ESCI,Scopus,IET Inspec,DOAJ等收录。2023年免收出版费,并为已录用稿件免费提供专业语言润色服务,欢迎全球科学家投稿交流。
期刊主页:
https://onlinelibrary.wiley.com/journal/27671402
投稿网址:
https://mc.manuscriptcentral.com/ijmsd
编辑部邮箱:office@ijmsd.net
推 荐 阅 读
IJMSD期刊编辑部版权所有©2023年。任何形式的转载和出版请联系office@ijmsd.net
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-7-18 13:24
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社